本文作者：张 威 单位：东北电业管理局第四工程公司

引言

随着对汽轮机组通流部分改造技术的日趋成熟，汽轮机制造厂对部分早期国产200MW机组进行了增容改造，成功地提高了机组出力、降低发电煤耗。山东省淄博市某电厂#3、#4汽轮机组进行了通流部分节能增容改造，改造后的热力试验表明，缸效及热耗值均达到改造设计值，大修工程实现全优，达到了改造的预期目标，被华能国际电力股份有限公司命名为“技改项目达标投产机组”。

1通流部分改造目的

山东省淄博市某电厂#3、#4汽轮机，由于该类型机组采用的是四十年代设计技术，整机设计完成于六十年代初期，所以经济性大大落后于同类型机组的先进水平。因此，采用目前先进的汽轮机技术对200MW汽轮机进行三缸全优化增容改造是十分必要的，对节约能源和保护环境都有重大意义。通过改造不仅可以提高机组效率，降低热耗，增加机组出力；降低机组检修和运行费用，提高机组运行可靠性；还能适当延长机组总的服役期。

2改造后主要技术规范

型号：N220-12.7/535/535；型式：超高压中间再热三缸三排汽凝汽式汽轮机；功率：额定功率：220MW，最大功率：229MW；额定工况蒸汽参数：新蒸汽压力：12.7MPa(130ata)；新蒸汽温度：535℃；再热蒸汽压力：2.219MPa；再热蒸汽温度：535℃。

3改造范围

#3、#4汽轮机高、中、低压汽缸，汽封及轴瓦采用全改方案。a)高压缸（1调节级+11压力级）：调节级喷嘴组、动叶片更换，第2~12级动叶片、隔板、隔板套更换，#4号机高压转子更换，高压前后汽封套更换，调节级叶顶汽封环更换，高压内外缸接合面间隙检查处理及裂纹检查处理；b)中压缸（10压力级）：第13~22级动叶片、隔板、隔板套更换，第20~22级叶轮更换，中压前汽封套更换，中压接合面间隙检查处理及裂纹检查处理；c)低压缸（3×5压力级，其中5级在中压缸内）：第3×5级动叶片、隔板、隔板套更换，第3×5级叶轮更换，进汽导流环更换，低压接合面间隙检查处理及裂纹检查处理；d)汽封更换：高压缸前后汽封及中压缸前汽封、高压缸第2~12级、中压缸第13~22级隔板汽封更换为铁素体汽封，低压缸前后汽封、低压缸23~37级隔板汽封更换为铜汽封；e)轴瓦更换：#1、#3、#4、#5轴瓦更换为椭圆瓦。

4改造技术内容

4.1汽缸中心改造技术经过对原汽缸中心的测量发现高、中、低压三缸中心都有偏差，影响汽缸通流。高压汽缸采用调整内缸及偏装隔板的方法；中、低压汽缸采用偏装隔板套及隔板的方法；

4.2汽轮机滑销系统改造技术汽轮机高压静转子所有负荷、中压静转子部分负荷均由前、中轴承箱负担。由于前、中轴承箱负荷重、轴向位移大，经过长期运行，现在已经不利于汽缸膨胀。所以在前、中轴承箱原基架上安装镶嵌膨胀石墨的自润滑滑块。

4.3高压通流部分改进技术为减小二次流损失和动叶攻角损失，新设计的高效调节级首先是用3D-NS程序进行方案设计，最终经过试验研究，选取合适的子午端壁流道线，并经改型设计减小动叶进口攻角，改进后级效率提高约10%。高压前几级，压差大，为保主隔板必要的刚度，将第2~5级静叶采用分流叶栅，使级效率提高约2~3%；第2~9级动叶改用先进的低型损层流扭曲动叶，与冲动式直叶片相比，不但型线损失减小，而且优化了径向气流流型，减小了动叶攻角；第2~12级动叶改为自带冠、多齿汽封，齿数增加一倍，漏汽量大大减小。

4.4中压通流部分改进技术为加强隔板的刚度及强度，减小损失，第13级采用大刚度高效静叶隔板，第14~19级采用分流弯曲静叶；为减小拉筋扰动主流引起的附加损失，取消第17、18和22级动叶中拉筋；第13~16级动叶改为自带冠、多齿汽封，使汽封片数增加一倍，漏汽量大大减小；第17~22级动叶采用自带冠内斜外平叶顶，形成光滑子午流道和便于多齿汽封结构的布置；第20~22级隔板外环子午端壁采用斜通道，使流道更光滑；第13~22级隔板静叶采用薄出汽边技术。

4.5低压通流部分改进技术提高根径，第1~5级采用等根径，使U/Co更接近最佳值。第1~2级静叶采用可控涡设计的新叶型，第3~4级采用型损较低的层流叶型；第1~4级动叶采用性能优良，型损较低且宽度加大的新叶型，从而提高级效率且降低蒸汽弯应力，提高了效率；改进第一级叶轮结构，取消其内孔轴向键，加径向键传递扭矩到主轴；加大叶轮圆角尺寸，减小应力集中系数；末级以高效851叶片型线作为母型进行设计，静叶采用层流叶型和斜置技术；末级叶轮增加了不开缸做轴系平衡的螺孔，使用专用工具可以不开缸进行机组轴系动平衡。

5改造总体简介

5.1根据东方汽轮机厂《N200-12.7/535/535型凝汽式汽轮机通流部分改造主机证明书》提供的标准，在安装中各部套间隙值经调整后，由甲方、制造厂共同进行验收5.2在检修、装配过程中出现的问题及处理措施

5.2.1高压部分a)高压缸水平结合面有两个螺栓（M76）不能拆卸，进汽接管也有部分螺栓无法拆除。通过检修将不能拆卸的螺栓钻除，并将丝扣重新复扣，更换新螺栓；b)高压缸猫爪横向间隙小，猫爪下垫块拆卸困难，经拆除后检查发现猫爪横销配合处锈蚀严重，将锈皮清除后猫爪下垫块可灵活拆卸，根据制造厂意见将配合间隙扩至0.1mm~0.12mm，并取消猫爪冷却水；c)高压缸前猫爪内弧处漏汽问题处理。拆除阶段发现高压缸前猫爪内弧处因漏汽已焊死，根据电厂要求对该处进行改造，将螺栓加热进汽口改道，顶部加不锈钢板后补焊，加宽密封面然后用平板研平，增大了该处水平结合面接触面积；d)高压缸结合面间隙处理。高压缸经合缸检查发现两侧间隙较大，不把螺栓情况下约0.45mm间隙，把螺栓后局部有0.09mm间隙，揭缸后采用平板修磨高点的方法进行了处理，再次合缸后把紧螺栓检查，0.03mm塞尺不入；e)高压缸法兰螺栓加热联箱水压试验。对法兰螺栓加热联箱进行0.1Mpa水压试验，发现多处漏水，进补焊合格后消除漏点；f)高压缸内部管道改造。根据制造厂要求对高压缸内部管道进行如下改造：(a)取消内缸法兰加热管道，将内外缸上管道接头堵死；(b)拆除原内短节漏汽管道、内汽封漏汽管道，重新安装内短节漏汽管道，使之排到挡热板后，新造内汽封没有漏汽接口，不需要安装管道；g)根据厂家出厂证明书要求的定位尺寸，将各转子轴向定位后，测量各部轴向间隙。由于制造厂部套加工不准确，偏差较多。为保证多数隔板轴向间隙合格，经制造厂同意，高压转子轴向定位尺寸由5mm改为5.5mm，其它定位尺寸未变。转子轴向定位后，根据测量结果对不合格的隔板、汽封进行立车加工，其中轴向位移最大的为第五级隔板套：将隔板套一侧补焊，另一侧车削向调端移动6.5mm，复装后再次测量各部轴向位移间隙均符合要求；h)高压#2后轴封套轴向位置相差约1.5mm，将该轴封套法兰结合面轴向车削1.5mm；i)第10～12级隔板通流间隙偏小，将进汽侧车削0.8mm。

5.2.2中压部分a)中压缸结合面间隙处理。中压缸经合缸检查发现中压缸前部中调门处，水平接合面间隙较大，不把螺栓情况下约1mm左右间隙，把紧1/3螺栓后最大间隙为0.65mm，经检查发现中缸前汽封处没有间隙，用塞尺仔细测量后揭缸，并将上半翻转，用大平尺及平板检查也发现前部为高点，为此采用平板研磨的方法修低中缸前部，然后再次合缸检查间隙情况，重复上述工作，经多次修研检查，把紧螺栓情况下，中缸前部内侧达到0.05mm塞尺不入，外侧局部仍存在0.2mm间隙，为此采用电火花补焊方法处理，但由于补焊处过渡不好，局部仍存在间隙，右侧两处间隙0.12mm约40mm宽。现场又进行局部补焊，然后用平板修磨补焊处，最终消除间隙；b)#5隔板套内两级隔板通流间隙偏大，将隔板套凸缘进汽侧车削3mm、出汽侧补焊。为调整中压缸通流间隙，将推力轴承后调整环减薄，前调整环加厚，中压转子向调端移0.80mm；c)中压转子轴向定位尺寸由16mm改为6mm。

5.2.3低压部分a)低压缸结合面间隙处理。低压缸经合缸，在不把螺栓情况下水平接合面间隙较大，把紧1/3螺栓后只有各段交界处存在间隙，最大处约0.2mm，宽20mm。低压缸前中、中后端交界处水平结合面有漏汽痕迹，各段交界处存在错口现象。经调查其它电厂同类型机组也存在此现象，分析原因主要是由于低压缸中段为铸铁，前后段为钢板焊接结构，各段膨胀系数不一致所至，经研究采用在漏汽处加装石墨垫片（0.5mm）消除间隙。前后汽封水平结合面间隙较大，约0.2mm，将上半拆除后重新安装，消除间隙；b)第27级（中压转子低压末级）、第32级（低压转子正向末级）、第37级（低压转子反向末级）隔板径向汽封体端面影响盖缸（缸体变形），轴向车削8mm。

5.2.4汽缸裂纹检查及螺栓检查汽缸裂纹检查采用磁粉检查，在中压缸左侧发现一处新裂纹，根据裂纹情况进行钻止裂孔方法处理。对汽缸螺栓打磨检修处理，然后进行光谱分析、硬度检验等常规金属检查，不合格螺栓进行更换。

5.2.5滑销系统检修改造a)前箱加装自润滑石墨柱。首先对前中箱台板进行研磨，接触面积达75%且均匀分布，各处检查无间隙，验收合格后交制造厂钻孔，安装石墨柱后，重新进行研磨，合格后涂好润滑脂将前箱就位。b)滑销系统检修。前中箱下纵销间隙符合标准，前中箱就位后左右横推，前箱移动0.02mm中箱移动0.03mm；高压内缸前立销间隙过大0.40mm，采取了补焊加工处理，间隙符合标准。

5.2.6#3~#5瓦轴承室漏油问题处理经检查#3~#5瓦轴承室没有裂纹，但轴承室下部排污管全部堵塞，采用压缩空气反吹、水冲洗的方法处理，轴承室下排污管全部疏通。

5.2.7转子轴系找中及隔板找中a)检查转子，测量其轴径椭圆度、锥度、进行晃度瓢偏检查，均符合标准；b)轴系找中工作。轴系找中工作主要根据拆前记录，各转子就位后测量油档汽封瓦窝，根据拆前记录粗研瓦块，分别测量低—发、中—低、高—中对轮的轴系中心，然后采用瓦块加减的方法对轴系进行调整，调整后对轮中心及张口均符合要求。调整过程中#2瓦左右基本保持不变，为了消除上张口，向上抬起0.75mm，调整后低压转子扬度与拆前记录基本相符，#4瓦前扬0.06mm/m，#5瓦后扬0.25mm/m，轴系找中合格后对各油挡洼窝中心进行复查，其中#4瓦处油挡洼窝中心偏差最大，右侧比左侧大1.88mm；c)隔板找中心工作按安装技术措施正常进行。上下不合格，调整挂耳下垫片，左右不合格调整底键。由于隔板找中心需要，对高压内缸进行整体移动，进汽端不动，调端向右侧平移1mm。经过调整隔板找中心合格后，采用压铅丝法测量各部套膨胀间隙、挂耳间隙，对不合格采取车床加工处理。

5.2.8转子轴向定位推力瓦安装完，轴向定位尺寸合格，高中对轮之间垫片19.4mm；中低对轮之间垫片5mm。

6结语

#3、#4汽轮机增容改造后，三缸效率及热耗率均达到设计指标。改造后经济性达到了目前国内同类型机组的先进水平。经过改造后，机组额定出力由200MW增至220MW，增强了机组的调峰能力，提高了电网的安全性和可靠性。

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